تربطنا علاقة وثيقة مع البكتيريا الكائنات الدقيقة التي تعيش داخل وخارج أجسامنا فهي تقوم بدور فعال ومميز في التأثير على تغذيتنا وحمايتنا من الأمراض ولكونها من الكائنات الدقيقة التي تتنشر بسرعة فإنها تتواجد في كل مكان يخطر في بالك الآن، على الكرسي الذي تجلس عليه، الطاولة والشجرة التي تظهر من نافذة مكتبك .
وكما يتشارك البشر والبكتيريا في العديد من عمليات التغذية والصحة، فالنبات أيضًا يتعايش مع البكتيريا بعلاقة مميزة قائمة على التبادل البناء للمغذيات والغذاء ولهذا يتوجه العلم الآن لدراسة الميكروبات الموجودة في النبات وتعايشها معه .
أجربت دراسةٌ في جامعة واشنطن تناولت علاقة البكتيريا بالنبات وكيفية تشاطرهم المنفعة من خلال تقديم البكتيريا المغذيات للنبات وتوفير النبات الموطن والموئل للبكتيريا، وُجد أن النباتات الشائعة والتي تنمو في المناطق النائية والمنحدرة تعتمد في حصولها على المغذيات على شريكها المتطفل؛ البكتيريا .
لكن كيف تغذي البكتيريا النبات ؟
تتنوع المجتمعات الميكروبية بشكل كبير بشكل يستحيل معه إحصاء وقياس نشاطها وقدرتها على تغذية النبات لكن الأكثر شهرةً تلك البكتريا التي تقوم بعملية تثبيت النيتروجين وهي عملية مهمة جدًا لاستدامة الأنواع المختلفة من الحياة النباتية وخاصة في البيئات التي تحتوي على مغذيات قليلة مثل الجبال والصحاري القاحلة، وكما هو معروف تحدث عملية تثبيت النيتروجين في العقيدات الغنية بالبكتيريا والموجودة في الجذور خاصة في النباتات العقدية أو البقولية مثل فول الصويا والترمس وغيرها .
حيث تقوم البكتيريا بمساعدة الجذور على تثبيت غاز النيتروجين الجوي على هيئة مناسبة تسهل عملية تغذية النبات، وتحتكر النباتات العقدية ذات الجذور هذه العملية لكونها تمتلك العقد الغنية بالبكتيريا.
أما عن النباتات التي لا تستطيع جذورها تشكيل العقد البكتيرية والتعايش مع البكتريا فإنها تستضيفها داخل أجسامها فيما يعرف بالنابوت الداخلي * (بكتيري أو فطري) الذي يوفر لها المغذيات لكن ماذا لو لم تحتوي النباتات على نابوت بكتيري داخلها، فكيف ستنمو داخل البيئات الفقيرة بالمغذيات ؟
هناك دليل مباشر وواضح على أن عملية تثبيت النيتروجين تحدث للنباتات البرية على أفرع الأشجار دون الحاجة إلى عقد جذرية أو نابوتات بكتيرية لحصول العملية. وتم اثبات وجود تقنية التثبيت بالأفرع من خلال طريقة اختزال الأسيتلين"Acetylene Reduction Assay" ** التي تفحص فعالية عملية تثبيت النيتروجين القائمة على تحويله إلى تركيب مناسب يسهل على النبات امتصاصه وتركز هذه الطريقة على وجود نوع معين من النيتروجين يطلق عليه 15N2 وهو مصطلح ناتج عن وفرة عالية في عملية تثبيت النيتروجين .
بينت النتائج أن الأستيلين اختـــُــزل للإيثيلين في بعض العينات، كذلك حدثت زيادة عالية في وجود البكتيريا سواء في العدد أو التركيب الجيني مما يثبت أن هذه النباتات تقوم بعملية التثبيت للنيتروجين دون الحاجة لوجود نابوت بكتيري داخلي .
يمكننا الاستفادة من هذه الظاهرة لمساعدة المحاصيل الزراعية مثل البندورة والفليفلة ونباتات الغابات لتنمو بكميات أقل من الأسمدة التي تستهلك الكثير من الطاقة لإنتاجها ناهيك عن التكاليف. قد يكون امتلاك سلاسل بكتيرية معينة القدرة على مساعدة النباتات البرية على النمو والازدهار حافزاً ينقل الزراعة المستقبلية بعيداً عن عالم الأسمدة.

هامش:
(*) النابوت الداخلي "Endophytes": فطريات أو بكتيريا تتعايش مع النبات بالتوضع في جدار خلاياه وتعمل على إمداده بالمغذيات.
(**) طريقة اختزال الأسيتلين"Acetylene Reduction Assay" : هي طريقة صممت خصيصًا لقياس فعالية تثبيت النيتروجين وتعتبر طريقة كمية حساسة وغير مكلفة لقياس نشاط أنزيم النيتروجيناز المسؤول عن عملية التثبيت .
المراجع :
1- L. Doty, Sharon. W. Sher, Andrew. D. Fleck, Neil. Khorasani, Mahsa. E. Bumgarner, Roger. Khan, Zareen. W. K. Ko, Andrew. Kim, Soo-Hyung. H. DeLuca, Thomas. Variable Nitrogen Fixation in Wild Populus. PLOS ONE, 2016; 11 (5): e0155979
هنا
2- Science daily.2016. Bacteria in branches naturally fertilize trees.21 May{accessed 23 May 2016} available form :
هنا
3- Montana state university . college of aguriculture . What is an Endophyte?
هنا
4- University of Colorado. Ace